Новые компоненты и присадки для производства автомобильных бензинов на базе доступного отечественного сырья

ВВЕДЕНИЕ ………………………………………………………………………………………………………. 4
ГЛАВА 1 СОВРЕМЕННЫЕ ТЕНДЕНЦИИ В ПРОИЗВОДСТВЕ
КОМПОНЕНТОВ И ПРИСАДОК К АВТОМОБИЛЬНЫМ БЕНЗИНАМ………….. 12
1.1 Основные компоненты автомобильных бензинов ……………………………………….. 12
1.2 Компоненты, добавки и присадки к автомобильным бензинам …………………… 17
1.3 Оксигенаты – перспективные антидетонаторы …………………………………………… 22
ГЛАВА 2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ………………………………………………………… 30
ГЛАВА 3 НОВЫЕ КОМПОНЕНТЫ И ПРИСАДКА К АВТОМОБИЛЬНЫМ
БЕНЗИНАМ НА БАЗЕ ДОСТУПНОГО ОТЕЧЕСТВЕННОГО СЫРЬЯ ……………. 36
3.1 Антидетонационная присадка на базе двухкомпонентной смеси доступных
отечественных оксигенатов……………………………………………………………………………… 36
3.2 Химический и химмотологический анализ малотоннажных
октаноповышающих добавок к моторным топливам ………………………………………… 48
3.3 Арилбутилацетали – новый тип оксигенатных добавок к моторным
топливам …………………………………………………………………………………………………………. 55
3.4 Компонент автомобильного бензинов на базе побочного продукта
производства бутиловых спиртов…………………………………………………………………….. 61
3.5 Использование отходов нефтепереработки в качестве компонентов
автобензинов …………………………………………………………………………………………………… 77
3.6 Способ определения октанового числа смешения газообразных компонентов
для производства автомобильных бензинов …………………………………………………….. 90
ЗАКЛЮЧЕНИЕ …………………………………………………………………………………………….. 103
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ………………………………………………………………………………. 106
ПРИЛОЖЕНИЕ …………………………………………………………………………………………….. 125
Методы испытаний образцов бензина ……………………………………………………………. 125
Результаты испытаний опытно-промышленных образцов бензинов
неэтилированных марок АИ-92-К5 и АИ-95-К5 ……………………………………………… 127
Основные показатели качества, модифицированного добавками и базового
бензина марки АИ-92-К5 ……………………………………………………………………………….. 130
Патент № 2641286 РФ Кислородсодержащая антидетонационная присадка к
автомобильным бензинам ……………………………………………………………………………… 132
Патент № 2696774 РФ Комплексная присадка к автомобильным бензинам …….. 133
Патент № 2685255 РФ Новый компонент автомобильных бензинов и способ его
получения ……………………………………………………………………………………………………… 134
Акт по оценке технического состояния автомобилей ……………………………………… 135
Акт внедрения кислородсодержащей антидетонационной присадки к
автомобильным бензинам ……………………………………………………………………………… 136
Акт внедрения в производство продукта скважинного …………………………………… 137
Диплом Всероссийского конкурса «Новая идея» на лучшую научно-техническую
разработку среди молодежи предприятий и организаций топливно-
энергетического комплекса ……………………………………………………………………………. 138

1. В результате исследований комплементарности и обнаруженного
синергизма оксигенатов (метил-трет-бутилового эфира (МТБЭ) и изобутилового
спирта (ИБС)), определения условий синтеза арилбутилацеталей из доступных
синтонов, обладающих антидетонационными свойствами, реализации
эффективных методов предподготовки побочных продуктов синтеза бутиловых
спиртов, процесса изомеризации и товарного производства, разработаны новые
компоненты и присадки к автомобильным бензинам на базе промышленно
доступного отечественного сырья.
2. Обнаружен синергетический эффект при совместном действии
двухкомпонентной смеси МТБЭ и ИБС в соотношениях 20÷80 и 80÷20 мас.%,
соответственно), проявляющийся в повышении октанового числа бензиновых
фракций до 1.3-2.0 единиц по сравнению с таковым для индивидуальных
оксигенатов.
3. Оптимальное соотношение МТБЭ и ИБС, обеспечивающее прирост
октанового числа до 7.9 ед, равномерное распределение октановых чисел по
фракциям (КРДС – 0,9-0.96), повышение фазовой стабильности, снижение
монооксида углерода в отработанных газах, составляет 50:50 (мас.%).
Предложена новая антидетонационная присадка (патент РФ № 2641286), внедрена
на АО «АНХК».
4. За счет вовлечения 0.015 мас.% антикоррозионной присадки DCI-11 и
следовых количеств ММА (0.5 мас.%) в состав двухкомпонентной смеси МТБЭ и
ИБС усилены антидетонационные свойства смеси и расширен спектр ее действия,
предложена новая комплексная присадка к автобензинам, проявляющая
антикоррозионные и высокие антидетонационные свойства (патент РФ №
2696774).
5. Синтезированные с выходом до 95% из промышленно доступных
фенолов и винилбутиловых эфиров арилбутилацетали обладают высокими ОЧ
смешения 103.3-110.0 ед. (на модельной топливной смеси), 93.3–100.0 (на базовом
бензине), обеспечивают при 10% добавлении увеличение на 3 единицы ОЧ
бензинов и их фазовую стабильность и являются новыми доступными,
малотоксичными оксигенатными добавками, антидетонационные свойства
которых зависят от их химической природы и уменьшаются при переходе от
заместителей изо-строения к неразветвленным.
6. Оптимальным способом обезвоживания побочных продуктов синтеза
бутиловых спиртов является экстракция углеводородами, эффективность которой
повышается при увеличении содержания алифатических углеводородов в
экстрагенте.
7. Разработан способ получения нового компонента автобензинов на базе
побочных продуктов (легкокипящего дистиллята фракционирования реакционной
смеси синтеза бутиловых спиртов и гексановой фракции процесса изомеризации
легкого прямогонного бензина в соотношении 1:9), вовлечение которого в
количестве 8 мас.% приводит к повышению фазовой стабильности топлива и
снижению себестоимости продукции (патент РФ № 2685255).
8. Установлена техническая возможность использования в качестве
компонента автомобильных бензинов нефтесодержащих отходов, определено
оптимальное количество их вовлечения (для АИ-80–15 об.%, для АИ-92–1 об.%),
что позволяет решить вопрос утилизации отходов НПЗ и понизить себестоимость
топлив, разработана технологическая схема получения нового компонента
бензинов.
9. Разработан способ определения октановых чисел смешения
низкокипящих продуктов, позволивший определить более точные значения
ИОЧсм и ранее не определяемые МОЧсм, показано, что ОЧсм ГК зависит от
химического состава базовых топлив: наибольшие значение ОЧ см наблюдаются
при вовлечении в топлива содержащие преимущественно изопарафиновые
углеводороды (ОЧсм для РС4 111.5, для ПАФ 111.7), наличие олефиновых
углеводородов в базовом топливе приводит к снижению ОЧсм газообразных
компонентов (ОЧсм для РС4 74.5, для ПАФ 61.6).
10. Квалификационные испытания, проверка сохранения качества при
приемо-сдаточных операциях согласно программе мониторинга автобензинов
АЗК/АЗС АО «Иркутскнефтепродукт» опытно промышленных партий бензинов
АИ-92-К5 и АИ-95-К5 с добавкой присадки на базе двухкомпонентной смеси
МТБЭ и ИБС подтвердили соответствие бензинов требованиям ТС 013/2011 и
ГОСТ 32513-2013 для экологического класса 5 и стабильность характеристик в
процессе логистики.
Рекомендации, перспективы дальнейшей разработки темы. В применении
разработанных решений могут быть заинтересованы нефтеперерабатывающие и
нефтехимические предприятия. В условиях импортозамещения и ужесточения
экологических требований использование ресурсов доступных отечественных
оксигенатов позволит расширить сырьевую базу. Повышение точности
прогнозирования рецептур товарных автобензинов снизит себестоимость
продукции. Результаты работы могут быть использованы в учебном процессе при
подготовке бакалавров и магистров по направлению «Химическая технология».